(57)【要約】【課題】  薄膜型電子源を構成する下部電極（信号線）の陽極酸化処理における端子部の酸化を防止して、製造歩留まりと、高信頼性を向上し、同時に形成する層間絶縁層の厚膜化を実現した画像表示装置を提供する。【解決手段】  信号線の端子部４０Ａに形成するレジストパターン１８を当該端子部４０Ａの配線上に制限する。レジストパターン１８の幅を端子部４０Ａの配線の幅と略々同じ幅とし、配線の間にあるガラス基板には存在しないようにする。端子部４０Ａの配線の延在方向にスリット１８Ａで区画して不連続に形成した。このレジストパターン１８のサイズは前記の考察の結果から、電子源と同程度とした。【選択図】    図１０
2006269344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄膜型電子源を一定の間隔で複数個配置したカソード基板と、それらに相対するよう点状または線状に蛍光膜を配置したアノード基板と、前記カソード基板と前記アノード基板とを所定間隔で支持する複数個のスペーサと、真空を保持するための枠ガラスとで真空パネル容器を構成し、前記カソード基板上には、層間絶縁層を介して互いに交差する行方向と列方向に伸びる複数の電気配線があり、それらの交点座標に対応する位置に前記薄膜型電子源が列方向と行方向の前記電気配線に繋がれており、
前記冷陰極型電子源が、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる下部電極と、上部電極、およびこれらの間に挟持される電子加速層からなる画像表示装置であって、
前記下部電極の端子部は当該下部電極を前記カソード基板の周辺に延在して形成されており、かつ前記端子部にはその幅方向略々全域で延在方向に不連続の複数の未酸化領域を有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記電子加速層は、前記下部電極の陽極酸化膜であることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記層間絶縁層は、前記下部電極の陽極酸化膜であることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項４】
薄膜型電子源を一定の間隔で複数個配置したカソード基板と、それらに相対するよう点状または線状に蛍光膜を配置したアノード基板と、前記カソード基板と前記アノード基板とを所定間隔で支持する複数個のスペーサと、真空を保持するための枠ガラスとで真空パネル容器を構成し、前記カソード基板上には、層間絶縁層を介して互いに交差する行方向と列方向に伸びる複数の電気配線があり、それらの交点座標に対応する位置に前記薄膜型電子源が列方向と行方向の前記電気配線に繋がれており、
前記冷陰極型電子源が、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる下部電極と、上部電極、およびこれらの間に挟持される電子加速層からなる画像表示装置の製造方法であって、
前記下部電極を前記カソード基板の周辺に延在させて、当該下部電極の端子部を形成し、
前記下部電極の前記端子部を覆って当該端子部状に複数に区画した酸化防止用レジストを形成し、
前記端子部に陽極酸化処理して、複数の未酸化領域を形成することを特徴とする画像表示装置の製造方法。
【請求項５】
前記酸化防止用レジストを前記下部電極の上にのみ形成することを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置とその製造方法にかかり、特に薄膜型電子源アレイを用いた自発光型のフラットパネルディスプレイとも称する画像表示装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
微少で集積可能な薄膜型電子源とも称する電子放出型電子源を利用する画像表示装置が開発されている。薄膜型電子源には、上部電極―電子加速層―下部電極の三層薄膜構造を有するものがあり、上部電極―下部電極の間に電圧を印加して上部電極の表面から真空中に電子を放出させる。例えば、金属―絶縁体―金属を積層したＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ）型、金属―絶縁体―半導体を積層したＭＩＳ（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型、金属―絶縁体―半導体−金属型、ＥＬ型、ポーラスシリコン型等がある。
【０００３】
ＭＩＭ型について、例えば特許文献１、特許文献２に、金属―絶縁体―半導体型については非特許文献１に、金属―絶縁体―半導体−金属型については非特許文献２に、ＥＬ型については非特許文献３に、ポーラスシリコン型については非特許文献４に報告されている。
【０００４】
図２８は、薄膜型電子源の基本構造をＭＩＭ型を例として説明する断面図である。そして、図２９は、薄膜型電子源の動作原理を説明する図である。ＭＩＭ型の薄膜型電子源は、基板１０に成膜した下部電極１１にトンネル絶縁層（電子加速層とも言う）１２と層間絶縁層１４を介して交叉させて積層した上部電極１３を有する。上部電極１３には上部電極給電配線１６と接続電極１５により給電される。
【０００５】
図２８に示した薄膜型電子源の動作原理を図２９により説明する。図２９において、上部電極１３と下部電極１１の間に駆動電圧Ｖｄを印加して、電子加速層であるトンネル絶縁層１２内の電界を１〜１０ＭＶ／ｃｍ程度にすると、下部電極１１中のフェルミ準位近傍の電子はトンネル現象により、障壁を透過し、トンネル絶縁層１２、上部電極１３の伝導帯へ注入されホットエレクトロンとなる。
【０００６】
これらのホットエレクトロンはトンネル絶縁層１２中、上部電極１３中で拡散されてエネルギーを損失するが、上部電極１３の仕事関数φ以上のエネルギーを有する一部のホットエレクトロンは真空２０中に放出される。他の薄膜型電子源も、原理は多少異なるものもあるが、薄い上部電極１３を通してホットエレクトロンを放出する点で共通する。
【０００７】
そして、このような薄膜型電子源を構成する下部電極と、下部電極とに交差する上部電極およびこの上部電極に給電する上部電極給電線配線を二次元マトリクス状に配置して薄膜型電子源アレイとし、下部電極に表示信号を印加し、上部電極（上部電極給電配線）に走査信号を印加して交差部の薄膜型電子源からの電子を蛍光体に指向させて励起することで画像表示装置を構成する。なお、この場合、上部電極給電配線は走査線バス配線となる。薄膜型電子源に関しては、例えば、特許文献１、２、非特許文献１，２，３，４を挙げることができる。
【特許文献１】特開平７−６５７１０号公報
【特許文献２】特開平１０−１５３９７９号公報
【特許文献３】特開平８−１７９３６１号公報
【非特許文献１】ｊ.Ｖａｃ.Ｓｃｉ.Ｔｅｃｈｏｎｏｌ.Ｂ１１(２)ｐ.４２９−４３２(１９９３)
【非特許文献２】Ｊｐｎ、ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、ｖｏｌ．３６、ｐｐ.９３９
【非特許文献３】応用物理 第６３巻、第６号、５９２頁
【非特許文献４】応用物理  第６６巻、第５号、４３７頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記したように、この種の画像表示装置では、下部電極に表示信号を印加し、上部電極（上部電極給電線）に走査信号を印加することで交差部の薄膜型電子源を選択するものであるため、薄膜型電子源アレイの下部電極と上部電極（上部電極給電配線）の間の絶縁が重要である。両者の間に絶縁不良があると、下部電極と上部電極又は上部電極給電配線の間が電気的に短絡し、画像欠陥を生じる。そのため、電子加速層となるトンネル絶縁層、および電子放出部を制限する層間絶縁層は無欠陥であることが要求される。下部電極はアルミニウムあるいはアルミニウム合金で形成され、トンネル絶縁層や層間絶縁層はこのアルミニウムあるいはアルミニウム合金を陽極酸化することで形成している。このとき、下部電極の端子部は外部回路との接続を行うため、その全域を非酸化領域としていた。
【０００９】
トンネル絶縁膜および層間絶縁膜の形成に用いられる陽極酸化という電気化学的成膜法は、他の成膜法に比べて、膜質、膜厚の均一性に格段に優れており、この種の電子源アレイを有する大規模（大面積）の画像表示装置を構成する表示パネルの形成に適している。
【００１０】
陽極酸化は、表面に付着した異物などにより電流が流れない場所があると、絶縁不良を引き起こす。また、薄膜型電子源アレイを形成した表示パネルを構成した場合、スペーサを介してカソード基板（陰極基板とも言う）にかかる大気圧により、薄膜型電子源アレイの層間絶縁膜が機械的な損傷を受け、タイムゼロの絶縁破壊不良を起こす。さらに、一般的に薄膜型電子源の静電容量は液晶素子に比べて大きい。これは、絶縁膜であるアルミナの比誘電率が１０と大きいことと、膜厚が１０ｎｍ程度と薄いためである。このため、十分な電流供給能力を持つ駆動回路チップ（ＩＣ若しくはＬＳＩ）を使用しなければならず、液晶素子に比べて回路コストが高くなる恐れがある。
【００１１】
静電容量の内訳を見ると、トンネル絶縁層と層間絶縁層がそれぞれ半分を占める。トンネル絶縁層は層間絶縁層に比べて、膜厚、面積とも１／１０、一方、誘電率は両者とも同じ（比誘電率:〜１０）なので、静電容量としてはほぼ同量となる。寄生容量を減らすには、層間絶縁層の膜厚を増やせば良いが、局所酸化用レジストマスクの絶縁耐圧の関係上、単純に酸化電圧を上げることは困難であった。
【００１２】
端子部を非酸化領域とするために、当該端子部に酸化防止用のレジスト（以下、レジストマスクとも称する）を形成するが、陽極酸化処理中にレジストマスクに亀裂が入ったり、局所的に剥離が生じ、当該端子部として機能しなくなる場合がある。このような現象は陽極酸化電圧が高くなる程、顕著となり、同時に形成する層間絶縁層の厚膜化を妨げる要因の一つとなっている。その結果、画像表示装置の製造歩留まり低下、信頼性の低下を招く。
【００１３】
なお、液晶表示装置のアクティブマトリクスパネルにおけるアルミニウム或いはアルミニウム合金のゲート端子部に陽極酸化でゲート絶縁膜を形成する際に生じる表面突起によるコンタクト不良を回避するために、ゲート線の端子部の表面の内側に複数の非酸化領域を設けたものが特許文献３に開示がある。しかし、これは陽極酸化処理におけるレジストマスクの亀裂や局所的に剥離による不所望の酸化を防止するものでない。
【００１４】
本発明の目的は、薄膜型電子源を構成する下部電極（信号線）の陽極酸化処理における端子部の酸化を防止して、製造歩留まりと、高信頼性を向上し、同時に形成する層間絶縁層の厚膜化を実現した画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の画像表示装置は、薄膜型電子源を一定の間隔で複数個配置したカソード基板と、それらに相対するよう点状または線状に蛍光膜を配置したアノード基板と、前記カソード基板と前記アノード基板とを所定間隔で支持する複数個のスペーサと、真空を保持するための枠ガラスとで真空パネル容器を構成し、前記カソード基板上には、層間絶縁層を介して互いに交差する行方向と列方向に伸びる複数の電気配線があり、それらの交点座標に対応する位置に前記冷陰極型電子源が、列方向と行方向の前記電気配線につながれ、前記冷陰極型電子源を線順次的に駆動することにより画像表示を行う。
【００１６】
そして、前記薄膜型電子源を、下部電極と上部電極、およびこれらの間に挟持される電子加速層から構成する。下部電極の端子部は当該下部電極をカソード基板の周辺に延在して形成されており、かつ当該端子部に複数の未酸化領域を形成する。未酸化領域は、層間絶縁層を形成する際に下部電極の端子部に、その幅の略々全域を被覆し、端子部の延在方向には不連続なレジストパターンを形成することにより得られる。
【００１７】
レジストパターンは画素領域における層間絶縁層の形成部分を除いて形成される。このカソード基板を陽極酸化液の槽に浸すことで層間絶縁層と端子部の未酸化領域以外を陽極酸化する。
【発明の効果】
【００１８】
端子部のレジストパターンを不連続とすることで、化成電圧を高くでき、その結果、良好な厚膜の層間絶縁層を形成でき、製造歩留まりと、高信頼性を向上し、同時に形成する層間絶縁層の厚膜化を実現した画像表示装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態につき、実施例の図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例では、ホットエレクトロン放出型のＭＩＭ型薄膜電子源を用いた電界放出型の画像表示装置を例として説明する。しかし、本発明は、このようなＭＩＭ型電子源を用いたものに限るものではなく、背景技術の欄で説明した各種の電子源を用いた種々の画像表示装置にも同様に適用できることは言うまでもない。
【００２０】
図１は、画像表示装置を構成するカソード基板の構成例を説明する平面図である。この画像表示装置は、ＦＥＤ型画像表示装置であり、そのカソード基板１０の表示領域ARの周囲の両長辺に信号線（データ線）駆動回路を実装する信号線端子４０Ａが設けられている（符号４０Bは端子の絞り部）。同様に、表示領域ARの周囲の両短辺に走査線駆動回路を実装する信号線端子５０Ａが設けられている（符号５０Bは端子の絞り部、５０Cは走査線端部）。信号線１１と走査線１６の交差部に画素を構成する電子源が形成されている。
【００２１】
図２は、図１の陽極酸化給電端子部を拡大し、さらに要部を拡大して示す図で、図１の左上側の拡大図である。信号線１１はアルミニウムＡｌ又はアルミニウム合金（典型的にはアルミニウムＡｌとネオジムＮｄの合金Ａｌ―Ｎｄ）で形成されており、この信号線１１の表面に陽極酸化処理を施して層間絶縁層、電子加速層が形成される。これらの陽極酸化処理を行う場合は、２箇所の陽極酸化給電端子部の給電端子１２０Ａを保持して陽極酸化液を入れた化成槽に浸漬し、給電端子１２０Ａから化成電圧を印加する。給電端子１２０Ａは共通給電線１２０の端部であり、信号線端子４０Ａを並列に接続している。この共通給電線１２０と給電端子１２０Ａは画像表示装置の完成時には切断線ＣＬで切断され、信号線端子４０Ａのそれぞれは独立に分離される。
【００２２】
共通給電線１２０には、給電端子１２０Ａの部分を除いて信号線端子４０Ａと共に酸化防止用のレジストパターン１８で被覆されている。なお、カソード基板１０の隅部には、このカソード基板を蛍光体基板と重ねて封止する枠ガラスを位置合わせする位置合わせマークＦＧＳが設けられている。レジストパターン１８は表示領域の電子源を構成する部分にも形成されている。
【００２３】
図３は、信号線と信号線に繋がる共通給電線を陽極酸化処理を施す際に化成電圧を１００Ｖから２００Ｖに上げた場合の問題点を説明する図である。なお、信号線に繋がる共通給電線は後で切断除去されるので給電端子１２０Ａ近傍に液面保護用として形成する以外は元々不要であるが。ここでは信号線端子４０Ａの端部保護のためにレジストパターンを形成してある。図３（a）は、通常の化成電圧１００Ｖから耐圧歩留を上げるために２００Ｖに上昇させたときの電子源部分の信号線１１を被覆するレジストパターン１８の状態を示す。このときの電流Ｉａは１２０ｍＡである。図示されたように、電子源部分の信号線１１を被覆するレジストパターン１８には剥離はなく、電子源ＥＬＳにダメージは及ばない。
【００２４】
これに対し、図３（b）に示した共通給電線１２０と信号線端子４０Ａの部分では、化成電圧を１００Ｖから上昇させ、２００Ｖに達する前の１５０Ｖ付近、電流Ｉａは１２０ｍＡ程度でレジストパターン１８に剥離が生じる。共通給電線１２０を被覆するレジストパターンの剥離部分から急激な酸化と腐食が生じて信号線端子４０Ａに至り、接続不良の原因となる。
【００２５】
図４は、化成電圧を高くしたときのレジストパターンの剥離を抑制する第１の手段を説明する図である。図４では、レジストパターン１８をアルミニウム（又はアルミニウム合金）の共通給電線１２０と信号線端子４０Ａの上に制限し、レジストの密着力が弱い基板（ガラス）の上にはレジストパターン１８が存在しないようにした。そして、レジストパターンにスリット１８Ａを設けて、一つのレジストパターンに剥離が生じても隣接するレジストパターンにこの剥離が伝播しないようにした。
【００２６】
図５は、図４はに示したレジストパターンを形成したカソード基板を陽極酸化槽に浸漬して陽極酸化処理した状態を示す図である。レジストパターンの膜厚は３μｍとし、化成電圧を２００Ｖ、電流を１２０ｍＡと２４０ｍＡに設定して陽極酸化処理した。図中の１８Ａ’、４０Ａ’はレジストパターンのスリット１８Ａの位置に形成された陽極酸化層である。  その結果は、電子源の部分は問題がなかったが、共通給電線１２０でレジストパターンの剥離が発生し、信号線端子４０Ａでも最大１０％の割合でレジストパターンに剥離が生じた。
【実施例１】
【００２７】
以上の考察結果を踏まえ、本発明は以下に説明する実施例で説明する構成とした。図６は、本発明の実施例１を説明する図１のＡ部分の拡大図である。また、図７は、図１のＢ部分の拡大図、図８は、図１のＣ部分の拡大図、図９は、図８の上部にある信号線の配線絞り部の拡大図、図１０は、図９の上部にある信号線の端子部の拡大図である。図６乃至図１０において、前記図１乃至図５と同一符号は同一機能部分に対応する。
【００２８】
実施例１では、図１０に示したように、信号線の端子部４０Ａに形成するレジストパターン１８を当該端子部４０Ａの配線上に制限する。すなわち、レジストパターン１８の幅を端子部４０Ａの配線の幅の略々全域と同じ幅とし、配線の間にあるガラス基板には存在しないようにする。なお、理論的には、レジストパターン１８の幅を端子部４０Ａの配線の幅の全域と同じ幅にすることであるが、実際には合わせ裕度が必要であるため、略々全域と同じ幅となる。そして、端子部４０Ａの配線の延在方向にスリット１８Ａで区画して不連続に形成した。このレジストパターン１８のサイズは前記の考察の結果から、電子源と同程度とした。なお、共通給電線に、その給電端子１２０Ａ近傍に液面保護用として形成する以外はレジストパターンの形成は必要ない。
【００２９】
図１１は、信号線の端子部に形成するレジストパターンのサイズによるレジストパターンのレジスト剥れ発生の有無を説明する図である。ここでは、電子源のサイズが幅５０μｍ×長さ１００μｍ程度としてある。また、レジストパターンの膜厚は３μｍ、化成電圧Ｖａ＝２００Ｖ、電流Ｉａ＝２４０ｍＡとして陽極酸化処理した。
【００３０】
信号線の端子部に形成するレジストパターンのサイズが、幅９０μｍ×長さ１２５μｍ、幅９０μｍ×長さ３００μｍではレジスト剥れは生じない。これに対し、幅９０μｍ×長さ６５０μｍ、幅９０μｍ×長さ２７５０μｍとした場合はレジスト剥れが生じた。この結果から、レジストパターンのサイズが電子源のサイズが幅５０μｍ×長さ１００μｍに近いほどレジスト剥れが生じ難く、レジストパターンの長さが長いほど発生頻度が高いことが分る。これは、レジストパターンのサイズが小さいほどレジストパターンの膜自身の残留応力の絶対値が小さく、レジスト剥れはこの残留応力に依存することが原因と考えられる。
【００３１】
図１２は、図１０の本発明の実施例１で説明したレジストパターンを用いて処理した信号線を有するカソード基板に対して酸化電圧の大きさによる層間絶縁層の耐電圧を説明する図である。耐電圧は信号線と走査線の交差部での短絡発生数で測定した。この測定は、ＶＧＡ（走査線４８０×（信号線６４０×３））のカソード基板を用い、走査線毎に耐圧を測定した。図１２（ａ）は１００Ｖで陽極酸化したもの、図１２（b）は１５０Ｖで陽極酸化したもの、図１２（ｃ）は２００Ｖで陽極酸化したものに、その各信号線と走査線の間に電圧を順次印加したときに短絡が発生した走査線の数を示す。なお、図１２では、陽極酸化を単に酸化、信号線数をライン数として表記した。
【００３２】
信号線を１００Ｖで陽極酸化して層間絶縁層とした図１２（ａ）では、信号線と走査線の間に印加する電圧が１０Ｖで早くも短絡が発生し、６０Ｖでは短絡走査線数が３００本を越えた。信号線を１５０Ｖで陽極酸化して層間絶縁層とした図１２（b）では、信号線と走査線の間に印加する電圧が４０Ｖで短絡が発生し、１００Ｖでは短絡走査線数が３００本近くなった。そして、信号線を２００Ｖで陽極酸化して層間絶縁層とした図１２（ｃ）では、信号線と走査線の間に印加する電圧が５０Ｖで短絡が発生し、１００Ｖでは短絡走査線数が４５０本を越えた。この結果から、本発明の実施例１のレジストパターンを用いた場合、その信号線の陽極酸化処理の電圧を高くでき、高耐圧の層間絶縁層を高スループットで形成できることが分る。
【００３３】
図１３は、図１０の本発明の実施例１で説明したレジストパターンを用いて処理した信号線を有する画素の容量低減効果を説明する図である。図１３では、１００Ｖ、１５０Ｖ、２００Ｖに対して、電流を１２０ｍＡとした場合の陽極酸化層の膜厚ＰＲ（μｍ）、走査線との交差部における容量Ｃ（nF）、単位面積当りの容量Ｃ／S（Ｆ／ｍ2）を示す。なお、ここでは走査線はＣｒ／Ａｌ／Ｃｒ／の３層構造で、陽極酸化層の上にＳｉＯＮを形成した。図１３から、本発明の実施例１で説明したレジストパターンを用い、陽極酸化電圧を１００Ｖから２００Ｖとした場合、画素の容量が３４％低減されたことがしめされる。これにより、駆動回路の負荷を低減できる。
【００３４】
次に、本発明による画像表示装置のカソード基板の形成プロセスを図１４乃至図２３を参照して説明する。図１５は図１４に続く工程図、図１６は図１５に続く工程図、・・・図２３は図２２に続く工程図を示す。
【００３５】
図１４において、ガラス等の絶縁性のカソード基板１０上に信号電極１１（以下、下部電極１１）用の金属膜を成膜する。下部電極１１の材料としてはアルミニウム（Ａ１）やアルミニウム合金を用いる。ここでは、ネオジム（Ｎｄ）を２原子量％ドープしたＡ１−Ｎｄ合金を用いた。この金属膜の成膜には、例えば、スパッタ法を用いる。膜厚は３００ｎｍとした。成膜後はホトリソグラフィ工程、エッチングエ程により図１４に示すようなストライプ状の下部電極１１を形成する。エッチング液には、例えば燐酸、酢酸、硝酸の混合水溶液によるウェットエッチングを適用する。
【００３６】
図１５において、下部電極１１の一部にレジストパターンを付与し、表面を局所的に陽極酸化する。続いて、局所酸化に用いたレジストパターンを剥離し、下部電極１１の表面を再度陽極酸化し、下部電極１１上に絶縁層（トンネル絶縁膜）１２が形成される。トンネル絶縁膜１２の回りにはフィールド絶縁膜１２Ａが形成される。この時、既に酸化膜が成長した領域では、酸化は行われず、前工程でレジストに覆われていた領域だけに酸化膜が成長する。
【００３７】
図１６は、信号線の端子部における図１５と同様の説明図である。本発明では、信号線の端子部にも画素部分と同様の絶縁層１２が複数形成される。
【００３８】
図１７において、絶縁層１４として、窒化珪素ＳｉＮ（例えば、Ｓｉ3Ｎ4）をスパッタ法により形成する。接続電極１５としてクロム(Ｃｒ)を１００ｎｍ、上部電極給電線（上部電極給電配線、走査線バス配線）１６としてＡ１合金を２μｍ、その上にキャップ電極１７としてクロム(Ｃｒ)を形成する。
【００３９】
図１８において、走査線となる部分にキャップ電極１７のＣｒを残す。Ｃｒのエッチングには、硝酸セリウム２アンモニウムと硝酸の混合水溶液が適している。このとき、キャップ電極１７の線幅は、次工程で作製される上部電極給電線１６の線幅よりも狭くなるように設計する必要がある。これは、上部電極給電線１６が２μｍのＡ１合金からなるため、ウェットエッチングにより同程度のサイドエッチングの発生が避けられないためである。これを考慮しないとキャップ電極１７が上部電極給電線１６から庇上に張り出す。キャップ電極１７の庇上に張り出した部分は、強度が不十分で、製造工程中容易に崩落や、剥離を起こし、走査線間のショート不良に至るとともに、高電圧印加時に電界集中を起こすため致命的な放電を誘発する。
【００４０】
図１９において、上部電極給電線１６を下部電極１１とは直交する方向にストライプ状に加工する。エッチング液には例えば、燐酸、酢酸、硝酸の混合水溶液（ＰＡＮ）が適している。
【００４１】
図２０において、接続電極１５を絶縁膜１４の開口部側にせり出すように、また反対側では上部電極給電配線１６に対して後退するように(アンダーカットができるように)加工する。このためには、ホトレジストパターン１８を、前者では接続電極１５上に、後者ではキャップ電極１７上に配してウェットエッチングを行えばよい。エッチング液には前述の硝酸セリウム２アンモニウムと硝酸との混合水溶液が好適である。このとき、絶縁膜下層１４はトンネル絶縁膜１２をエッチング液から守るエッチングストッパーの役割を担っている。
【００４２】
図２１において、電子放出部を開けるために、レジストパターン１８を形成しホトリソグラフィとドライエッチングにより絶縁膜１４の一部を開口する。エッチングガスにはＣＦ4と０2との混合ガスが好適である。露出したトンネル絶縁膜１２には再度陽極酸化を施し、エッチングによる加工損傷を修復してもよい。図２２に示したようにレジストパターンを除去する。
【００４３】
図２３に示したように、上部電極１３を形成してカソード基板（電子源基板、陰極基板）が完成する。上部電極１３の成膜にはシャドウマスクを用い、基板周辺に配された電気配線の端子部分などに成膜しないようにスパッタリング（スパッタ）法で行う。上部電極給電線１６は前述のアンダーカット構造部分で被服不良を起こし、上部電極１３が走査線毎に自動的に分離される。上部電極１３の材料としては、Ｉｒ，Ｐｔ，Ａｕの積層膜を用い、それぞれの膜厚は数nｍとする。これにより、ホトリソグラフィ・エッチングに付随する上部電極１３やトンネル絶縁膜１２への汚染や損傷を回避することができる。
【００４４】
ＭＩＭ型カソード基板を用いた画像表示装置の構成例を図２４、図２５により説明する。まず、上述したプロセスでカソード基板１０上にＭＩＭ型電子源を複数個配列したカソード基板を作製する。説明のため、図２４には（３×４）ドットのＭＩＭ型電子源基板の平面図と断面図を示したが、実際には表示ドット数に対応した数のＭＩＭ型電子源のマトリクスを形成する。
【００４５】
図２４（a）は平面図、図２４（b）は図２４（a）のＡ−Ａ’断面図、図２４（c）は図２８（a）のB−B’断面図である。前記の説明における符号と同一符号は同一機能部分に対応する。
【００４６】
図２５により、アノード基板の構成をその作製方法で説明する。アノード基板１１０には透光性のガラスなどを用いる。まず、画像表示装置のコントラストを上げる目的でブラックマトリクス１１７を形成する。ブラックマトリクス１１７は、ＰＶＡ(ポリビニルアルコール)と重クロム酸アンモニウムとを混合した溶液をアノード基板１１０に塗布し、ブラックマトリクス１１７を形成したい部分以外に紫外線を照射して感光させた後、未感光部分を除去し、そこに黒鉛粉末を溶かした溶液を塗布してＰＶＡをリフトオフすることにより形成する。
【００４７】
次に、赤色蛍光体１１１を形成する。蛍光体粒子にＰＶＡ(ポリビニルアルコール)と重クロム酸アンモニウムとを混合した水溶液をアノード基板１１０上に塗布した後、蛍光体を形成する部分に紫外線を照射して感光させた後、未感光部分を流水で除去する。このようにして赤色蛍光体１１１をパターン化する。同様にして、緑色蛍光体１１２と青色蛍光体１１３を形成する。蛍光体としては、例えば赤色にＹ2０2Ｓ:Ｅｕ（Ｐ２２−Ｒ）、緑色にＺｎＳ:Ｃｕ，Ａｌ（Ｐ２２−Ｇ）、青色にＺｎＳ:Ａｇ（Ｐ２２−Ｂ）を用いればよい。
【００４８】
次いで、ニトロセルロースなどの膜でフィルミングして表面を平坦化した後、アノード基板１１０全体にＡｌを膜厚７５nｍ程度蒸着してメタルバック１１４とする。このメタルバック１１４が加速電極として働く。その後、アノード基板１１０を大気中４００℃程度に加熱してフィルミング膜やＰＶＡなどの有機物を加熱分解する。このようにして、アノード基板が完成する。このようにして製作したアノード基板１１０とカソード基板１０とをスペーサ３０を介し、表示領域の周囲に枠ガラス１１６を介在させてフリットガラス１１５で封着する。
【００４９】
図２６は、カソード基板とアノード基板を貼り合わせた画像表示装置断面図であり、図２６（a）は図２５のＡ−Ａ’断面に相当し、図２６（b）は図２５のＢ‐Ｂ’断面に相当する。貼り合わせたアノード基板１１０とカソード基板１０間の距離は１〜３ｍｍ程度になるようにスペーサ３０の高さを設定する。スペーサ３０は、例えば板状のガラスまたはセラミックスを上部電極給電線１６上に配置する。この場合、スペーサが表示基板側のブラックマトリクス１１７の下に配置されるため、スペーサ３０は発光を阻害しない。ここでは、説明のため、Ｒ(赤)、Ｇ(緑)、Ｂ(青)に発光するドット毎、すなわち上部電極給電線１６上の上に全てスペーサ３０を立てているが、実際は機械強度が耐える範囲でスペーサ３０の枚数(密度)を減らし、例えば数ｃｍおきに立てればよい。
【００５０】
また、ここでは説明しなかったが、支柱状のスペーサ、格子状のスペーサを使用する場合でも同様な手法によりパネル組み立てが可能である。封着したパネルは、１０‐7Ｔｏｒｒ程度の真空に排気して封じきる。封止後、内蔵したゲッターを活性化し、基板と枠とで構成される容器内を高真空に維持する。例えば、Ｂａを主成分とするゲッター材の場合、高周波誘導加熱等によりゲッター膜を形成できる。また、Ｚｒを主成分とする非蒸発型ゲッターを用いてもよい。このようにして、ＭＩＭ型電子源を用いた表示パネルが完成する。アノード基板１１０とカソード基板１０間の距離は１〜３mm程度と長いので、メタルバック１１４に印加する加速電圧を１〜１０KVと高電圧に出来る。これにより、蛍光体には陰極線管（CRT）用の蛍光体を使用できる。
【００５１】
図２７は、本発明の画像表示装置の全体構成例の概略を説明する展開斜視図である。カソード基板を構成する背面パネルＰＮＬ1には、そのカソード基板１０の内面に、一方向に延在し該一方向と直交する他方向に並設されて前記他方向に走査信号が順次印加される複数の走査線で構成される上部電極１３と、他方向に延在し走査線で構成される上部電極１３に交差する如く前記一方向に並設された複数の信号線１１（下部電極１１）と、上部電極１３と下部電極１１の各交叉部近傍に設けた電子源ＥＬＳを有する。陰極基板１０の上に下部電極１１が形成され、その上に層間絶縁層を介して上部電極１３が形成されている。
【００５２】
そして、アノード基板を構成する前面パネルＰＮＬ２には、その基板４０の内面にブラックマトリクス４３で互いに区画された３色（赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ））の３つの副画素４１と、アノード（陽極）４３が形成されている。この構成例では、陰極基板１０の走査線で構成される上部電極１３の上に、当該走査線１３に沿ってスペーサ３０を設置して両パネルを所定の間隔で図示しない枠ガラスを介在させて貼り合せ、真空封止している。スペーサ３０は一枚のみ図示したが、通常は一本の走査線を構成する上部電極１３の上に複数に分割して、かつ何本かの上部電極１３ごとに設置される。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】画像表示装置を構成するカソード基板の構成例を説明する平面図である。
【図２】図１の陽極酸化給電端子部を拡大し、さらに要部を拡大して示す図である。
【図３】信号線と信号線に繋がる共通給電線を陽極酸化処理を施す際に化成電圧を１００Ｖから２００Ｖに上げた場合の問題点を説明する図である。
【図４】化成電圧を高くしたときのレジストパターンの剥離を抑制する第１の手段を説明する図である。
【図５】図４はに示したレジストパターンを形成したカソード基板を陽極酸化槽に浸漬して陽極酸化処理した状態を示す図である。
【図６】本発明の実施例１を説明する図１のＡ部分の拡大図である。
【図７】図１のＢ部分の拡大図である。
【図８】図１のＣ部分の拡大図である。
【図９】図８の上部にある信号線の配線絞り部の拡大図である。
【図１０】図９の上部にある信号線の端子部の拡大図である。
【図１１】信号線の端子部に形成するレジストパターンのサイズによるレジストパターンのレジスト剥れ発生の有無を説明する図である。
【図１２】図１０の本発明の実施例１で説明したレジストパターンを用いて処理した信号線を有するカソード基板に対して酸化電圧の大きさによる層間絶縁層の耐電圧を説明する図である。
【図１３】図１０の本発明の実施例１で説明したレジストパターンを用いて処理した信号線を有する画素の容量低減効果を説明する図である。
【図１４】本発明の実施例１における薄膜型電子源の製法を示す図である。
【図１５】本発明の実施例１における薄膜型電子源の製法を示す図１４に続く図である。
【図１６】本発明の実施例１における薄膜型電子源の製法を示す図１４に続く端子部の図である。
【図１７】本発明の実施例１における薄膜型電子源の製法を示す図１５と図１６に続く図である。
【図１８】本発明の実施例１における薄膜型電子源の製法を示す図１７に続く図である。
【図１９】本発明の実施例１における薄膜型電子源の製法を示す図１８に続く図である。
【図２０】本発明の実施例１における薄膜型電子源の製法を示す図１９に続く図である。
【図２１】本発明の実施例１における薄膜型電子源の製法を示す図２０に続く図である。
【図２２】本発明の実施例１における薄膜型電子源の製法を示す図２１に続く図である。
【図２３】本発明の実施例１における薄膜型電子源の製法を示す図２２に続く図である。
【図２４】ＭＩＭ型カソード基板を用いた画像表示装置の構成例を説明する図である。
【図２５】ＭＩＭ型カソード基板を用いた画像表示装置の構成例を説明する図である。
【図２６】カソード基板とアノード基板を貼り合わせた画像表示装置断面図である。
【図２７】本発明の画像表示装置の全体構成例の概略を説明する展開斜視図である。
【図２８】薄膜型電子源の素子構造を示す図である。
【図２９】薄膜型電子源の動作原理を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０・・・カソード基板、１１・・・信号線（下部電極）、１２・・・トンネル絶縁膜、１３・・・上部電極、１４・・・絶縁膜、１５・・・接続電極、１６・・・上部電極給電線、１７・・・キャップ電極。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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